来源：EngineeringForLife
心脏瓣膜没有自我修复能力，钙化或退行性变后只能手术置换，但现有人工瓣膜缺乏生长潜能，儿童患者需多次开胸。传统3D生物打印多使用“单细胞+水凝胶”方案，高剪切力杀死大量细胞，打印后细胞稀疏、外基质（ECM）沉积不足，也难以模拟体内脉动环境，导致“有形无神”。因此，领域亟需一种同时满足“人源细胞+高保真结构+生理力学”三位一体的瓣膜体外模型，用于疾病机制研究、药物筛选和个体化置换材料开发。
华中科技大学罗志强、湖北大学张冬卉和武汉纺织大学徐超等人构建“hiPS-VIC球源-3D生物打印-动态力学”一体化平台：先让人iPS衍生的瓣膜间质细胞自组装成微球，再以GelMA/ChSMA水凝胶3D打印成瓣膜类器官，随后施加1
Hz脉动加载14天。相关内容以“3D Bio-Printing and Dynamic Maturation of Heart Valve
Organoids Made of Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Valve
Interstitial Cells”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。
本文亮点：
（1）球源打印显著降低剪切死亡率，细胞密度提升2-3倍，胶原Ⅰ/Ⅲ、弹性蛋白、硫酸软骨素等关键瓣膜ECM成分沉积增加2-4倍。
（2）叠加力学刺激后，ECM进一步致密、纤维定向排列，α-SMA⁺肌成纤维表型增强，相关基因（COL1A1、ELN、ACAN等）上调2-6倍；RNA-seq显示PI3K-Akt、TGF-β等力学-响应通路显著富集，而基质降解基因（MMP1/3等）下调。
（3）组织学Masson、EVG、Alcian Blue染色可见MSSB组出现类似天然瓣膜的层状胶原-弹性蛋白-蛋白聚糖结构，实现“形-质-功能”同步成熟。
本研究首创“hiPS-VIC微球-3D生物打印-生理脉动加载”闭环平台，证明球源打印+14天1
Hz力学刺激可同步提升瓣膜类器官的细胞存活、ECM致密沉积与纤维定向排列，为心脏瓣膜发育、钙化疾病建模及个体化置换材料提供可重复、可扩展、真正仿生的人体体外模型。
参考资料：https://doi.org/10.1002/adfm.202523130
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